操纵面颤振在飞机颤振问题中是非常典型和复杂的。其中机翼-副翼颤振类型是其中经典的耦合类型,它一般是机翼弯曲模态、扭转模态和副翼偏转模态振型之间发生耦合而产生的,副翼的偏转刚度和质量平衡等要素均是影响机翼-副翼颤振特性的重要指标,偏转刚度变化或质心位置移动,都有可能导致飞机的颤振速度明显降低,从而影响到飞机的飞行性能。所以,操纵面的颤振特性研究是一项非常有价值和意义的科研课题。本文根据操纵面的颤振机理,探究机翼-副翼系统的颤振特性,以具有操纵面的梯形翼为研究对象,总结出一套基于仿真的操纵面颤振模型设计、制造和试验为一体的研究方法,对操纵面颤振的规律性研究有一定的参考价值。本文研究内容包括四个部分:第一部分,根据能量转化的原理,对机翼-副翼颤振现象进行定性分析,从简单的二元翼段的颤振方程出发,推导两自由度、三自由度的带副翼机翼的颤振运动方程,为本文后续的操纵面颤振模型的设计、仿真、模型制作和试验提供坚实的理论基础。第二部分,介绍了一种操纵面颤振模型的设计方法,完成一种具有操纵面的梯形翼风洞颤振模型的设计,其中包括机翼的刚度模拟设计、外形模拟设计、机翼-副翼/襟翼连接机构设计和风洞试验防护装置设计。设计了一种可以方便调节副翼/襟翼偏转刚度,且颤振边界较低的梯形翼颤振模型。第三部分,根据所设计的操纵面颤振模型的实际结构,采用有限元方法完成其机构动力学建模,实现刚度和质量的参数化,随后进行结构动力学分析,最终形成此操纵面模型的设计方法。对实物模型进行地面动力学特性试验,对比分析试验和仿真数据,并反复修正参数化有限元模型,为后续颤振风洞试验结构分析的仿真基础。第四部分,进行本文操纵面结构有限元模型的颤振特性分析,并进行设计模型的颤振风洞试验,得到模型的颤振特性,将仿真结果和试验结果进行对比,进一步阐明模型设计过程的准确性和可靠性。通过有限元仿真、地面动力学特性试验及颤振风洞试验,可以发现操纵面颤振模型主要模态频率误差均在5%以内,且风洞试验的颤振特性测试结果也和数值仿真方法吻合较好,说明本文操纵面颤振模型设计流程的可行性和可靠性。本文可为用于操纵面颤振的风洞试验研究提供有效的设计方法,为复杂飞行器结构的颤振特性数值仿真和试验研究提供了一种新思路。